第三章 第2节

第2节电磁场和电磁波1．麦克斯韦经典电磁场理论的两大支柱：_________________________________________________________________________.2．变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，变化的电场和磁场总是相互联系，形成一个不可分离的统一体，这就是____________．3．电磁波的产生：如果在空间某区域有周期性变化的电场，那么它就会在周围空间引起周期性变化的________；这个变化的磁场又引起新的变化的________……于是，变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围空间传播出去，____________这样由近及远地传播，就形成了____________．4．________________预言了电磁波的存在，________实验验证了电磁波的存在．电磁波在真空中的传播速度等于________．5．电磁波在传播时，不变的物理量是()A．振幅B．频率C．波速D．波长6．关于电磁场理论的叙述正确的是()A．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关B．周期性变化的磁场产生同频率变化的电场C．电场和磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场D．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场7．某电路中电场强度随时间变化的关系图象如图所示，能发射电磁波的是()概念规律练知识点一麦克斯韦的电磁场理论1．下列说法正确的是()A．电荷的周围一定有电场，也一定有磁场B．均匀变化的电场在其周围空间一定产生磁场C．任何变化的电场在其周围空间一定产生变化的磁场D．正弦交变的电场在其周围空间一定产生同频率交变的磁场2．如图1所示，一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的()图1A．动能不变B．动能增加C．动能减小D．以上情况都可能知识点二电磁波3．以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是()A．机械波与电磁波，本质上是一致的B．机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速，不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关C．机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波D．它们都可发生干涉、衍射现象4．关于电磁波的传播速度，以下说法正确的是()A．电磁波的频率越高，传播速度越大B．电磁波的波长越长，传播速度越大C．电磁波的能量越大，传播速度越大D．所有的电磁波在真空中的传播速度都相等方法技巧练应用电磁场理论的解题技巧5．如图2所示是一水平放置的绝缘环形管，管内壁光滑，内有一直径略小于管内径的带正电的小球，开始时小球静止．有一变化的磁场竖直向下穿过管所包围的面积，磁感应强度大小随时间成正比增大，设小球的带电荷量不变，则()图2A．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿顺时针方向运动B．顺着磁场方向看，小球受逆时针方向的力，沿逆时针方向运动C．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿逆时针方向运动D．小球不受洛伦兹力，不运动6．某空间出现了如图3所示的闭合的电场，电场线为一簇闭合曲线，这可能是()图3A．沿AB方向磁场在迅速减弱B．沿AB方向磁场在迅速增强C．沿BA方向磁场在迅速增强D．沿BA方向磁场在迅速减弱1．关于电磁场的产生，下列叙述正确的是()A．静止的电荷周围一定有磁场B．运动的电荷周围一定有磁场C．电容器充、放电时，电路中的电流能产生磁场D．电荷在导体中振动会产生电场和磁场2．下列关于电磁场的说法正确的是()A．只要空间某处有变化的电场或磁场，就会在其周围产生电磁场，从而形成电磁波B．匀速运动的电子束周围一定存在电磁场，即能产生电磁场C．周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，相互依存，形成不可分离的统一体，即电磁场D．历史上，电磁场的理论在先，实践证明在后3．应用麦克斯韦的电磁场理论判断如图4所示的表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图象中(每个选项中的上图表示的是变化的场，下图表示的是变化的场产生的另外的场)，正确的是()图44．关于电磁波传播速度表达式v＝λf，下述结论中正确的是()A．波长越长，传播速度越大B．频率越高，传播速度越大C．发射能量越大，传播速度就越快D．电磁波的传播速度与传播介质有关5．关于电磁波的特点，下列说法正确的是()A．电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波沿与二者垂直的方向传播B．电磁波是横波C．电磁波的传播不需要介质，而是电场和磁场之间的相互感应D．电磁波不具有干涉和衍射现象6．下列关于电磁波的说法正确的是()A．电磁波必须依赖介质传播B．电磁波可以发生衍射现象C．电磁波不会发生偏振现象D．电磁波无法携带信息传播7．在一个电子向一个质子运动的过程中(质子静止不动)，则()A．可能发射电磁波B．不可能发射电磁波C．电子和质子组成的系统能量一定守恒D．电子和质子组成的系统电荷量一定守恒8．如图5所示，在内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环内径的带正电的小球，正以速率v0沿逆时针方向匀速转动．若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场，设运动过程中小球带的电荷量不变，那么()图5A．小球对玻璃环的压力不断增大B．小球受到的磁场力不断增大C．小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时间后，沿顺时针方向做加速运动D．磁场力对小球一直不做功9．电磁波与机械波相比较，下列说法正确的是()A．电磁波的传播不需要介质，机械波的传播需要介质B．电磁波在任何介质中的传播速度都相同，机械波的传播速度大小取决于介质C．机械波有横波、纵波，而电磁波只有横波D．机械波和电磁波都具有波的一切特性10.磁场的磁感应强度B随时间t变化的四种情况如图所示，其中能产生电场的有________图所示的磁场，能产生持续电磁波的有________图所示的磁场．11．如图6是赫兹实验的装置，其实验目的是________．图612．傍晚你在家中听收音机时，若用拉线开关打开家中的白炽灯，会听到收音机中有“吱啦”的声音，试分析原因．第2节电磁场和电磁波答案课前预习练1．变化的磁场能够在周围空间产生电场；变化的电场能够在周围空间产生磁场2．电磁场3．磁场电场电磁场电磁波4．麦克斯韦赫兹光速5．B6．AB[变化的磁场周围产生电场，当电场中有闭合回路时，回路中有电流．若无闭合回路电场仍然存在，A正确．若形成电磁场必须有周期性变化的电场和磁场，B对，C、D错．]7．D[由麦克斯韦电磁场理论，当空间出现恒定的电场时(如A图)，由于它不激发磁场，故无电磁波产生；当出现均匀变化的电场(如B图、C图)，会激发出磁场，但磁场恒定，不会在较远处激发出电场，故也不会产生电磁波；只有周期性变化的电场(如D图)，才会激发出周期性变化的磁场，它又激发出周期性变化的电场……如此不断激发，便会形成电磁波，故D正确．]课堂探究练1．BD[静止的电荷周围有恒定的电场，不产生磁场，运动的电荷周围的电场是变化的，所以产生磁场，A错误；由麦克斯韦理论判断B、D正确，C错误．] 点评对麦克斯韦电磁场理论的理解：(1)恒定的电场不产生磁场，恒定的磁场不产生电场；(2)均匀变化的磁场在周围空间产生稳定的电场，均匀变化的电场在周围空间产生稳定的磁场；(3)振荡电场产生同频率的振荡磁场；振荡磁场产生同频率的振荡电场．2．B[当磁感应强度均匀增大时，根据麦克斯韦的电磁场理论，将激起一稳定的涡旋电场，带电粒子将受电场力的作用，该力对带电粒子做正功，由动能定理可知，粒子的动能将增大，故B选项正确．]点评均匀变化的磁场在周围空间产生稳定的电场．3．BCD[机械波是机械振动在介质中的传播产生的，而电磁波是电磁振荡产生的，产生的本质不同，A错．不同频率的机械波在同一介质中传播速度是相同的，在不同介质中传播速度不同，不同频率的电磁波在同一介质中传播速度不同，B正确．机械波有横波和纵波之分，而电磁波只有横波这一种形式，C正确．机械波和电磁波虽然本质不同，但有相同的特征，都能发生干涉、衍射现象，D正确．综上所述，正确选项为B、C、D.] 点评(1)机械波与电磁波本质不同，机械波是振动形式，电磁波是物质．(2)电磁波必是横波，机械波有横波，也有纵波．(3)机械波波速仅由介质决定，介质中的电磁波波速由介质和频率决定．4．D[以光为例，光在真空中无论是哪种频率其传播速度都相等，D正确．当光进入介质时，传播速度发生变化，不同频率的光其传播速度不同，故电磁波在介质中的传播速度与介质和频率有关．A、B、C错误．]点评在同种介质中，波长越长，传播速度越大．5．B[因为绝缘环形管面内有均匀增大的磁场，在其周围会产生稳定的涡旋电场，对带电小球做功．由楞次定律判断电场方向为逆时针方向．在电场力作用下，带正电小球沿逆时针方向运动．B正确．]6．AC[根据电磁感应，闭合电路中的磁通量变化时，使闭合电路中产生感应电流，该电流可用楞次定律判断．根据麦克斯韦电磁理论，闭合电路中产生感应电流，是因为闭合电路中受到了电场力的作用，而变化的磁场产生电场，与是否存在闭合电路没有关系，故空间磁场变化产生的电场方向，仍然可用楞次定律判断，四指环绕方向即为感应电场的方向，由此可知A、C正确．]方法总结楞次定律可以判断闭合线圈内由于磁通量变化产生感应电流的方向，也可判断无线圈情况下变化磁场周围产生的电场的方向．课后巩固练1．BC[静止的电荷周围产生静电场，不产生磁场，A错．运动的电荷产生变化的电场，从而产生磁场，B正确．电容器充、放电时，产生变化的电流，从而产生磁场，C正确．电荷在导体中振动不产生电流，故不产生磁场，D错误．]2．CD 3.BC4．D[电磁波在真空中传播的速度相同；电磁波在介质中传播，v＝cn，传播速度与介质和波的频率有关．]5．ABC[电磁波是横波，其E、B、v三者互相垂直．电磁波也是一种波，它具有波的特性，因此A、B、C正确，D错．]6．B[电磁波具有波的共性，可以发生衍射现象，故B正确．电磁波是横波，能发生偏振现象，故C错．电磁波能携带信息传播，且传播不依赖介质，在真空中也可以传播，故A、D错．]7．AD[若电子向质子加速运动时，周围形成变化的电场，由麦克斯韦理论知在其周围产生磁场，若为变化的磁场则会产生电场……就可形成电磁波，A正确．由电荷守恒定律，可知D正确．]8．CD[本题主要考查了麦克斯韦的电磁理论和楞次定律．因为玻璃圆环处于均匀变化的磁场，在周围产生稳定的涡旋电场，对带正电的小球做功．由楞次定律，判断电场方向为顺时针方向，在电场力作用下，小球先沿逆时针方向做减速运动，后沿顺时针方向做加速运动．小球在水平面内沿轨迹半径方向受两个力作用：环的弹力FN和磁场的洛伦兹力F洛，而且两个力的矢量和时刻等于小球做圆周运动的向心力，考虑到小球速度大小的变化和方向的变化以及磁场强弱的变化，弹力FN和洛伦兹力F洛不一定始终在增大．磁场力始终与圆周运动的线速度方向垂直，所以磁场力对小球不做功，故正确选项是C、D.]9．ACD[电磁波的传播不需要介质，而机械波的传播需要介质，A正确．不同频率的机械波在同一种介质中传播速度不变(例如男女声大合唱)，不同频率的电磁波在同一种介质中传播速度不同(例如光的色散)，B不对．由二者的特性可知C、D正确．] 10．BCD BD解析A图中的磁场是恒定的，不能产生电场，更不能产生电磁波，B图中的磁场是周期性变化的，可以产生周期性变化的电场，因而可以产生持续的电磁波；C图中的磁场是均匀变化的，能产生恒定的电场，而恒定的电场不能产生磁场，因此不能产生持续的电磁波；D图中的磁场是周期性变化的，可以产生周期性变化的电场，因而可以产生持续的电磁波．11．验证电磁波的存在12．当开关闭合时，电路中有了电流，空间的磁场发生变化，产生电磁波．电磁波被收音机接收到从而发出短暂的响声．。